1、機械加工快速成型第1頁，共25頁，2022年，5月20日，2點34分，星期四 機械加工基礎知識切削加工:使用切削工具(包括刀具、磨具和磨料)，在工具和工件的相對運動中，把工件上多余的材料層切除，使工件獲得規(guī)定的幾何參數(尺寸、形狀、位置)和表面質量的加工方法。切削加工的重要性:切削加工能獲得較高的精度和表面質量，對被加工材料、工件幾何形狀及生產批量具有廣泛的適應性，在機械制造業(yè)中占有十分重要的地位。第2頁，共25頁，2022年，5月20日，2點34分，星期四鉗工的基本操作： 1)輔助性操作 即劃線，它是根據圖樣在毛坯或半成品工件上劃出加工界線的操作。 2)切削性操作 有鏨削、鋸削、銼削、攻螺紋

2、、套螺紋、鉆孔(擴孔、鉸孔)、刮削和研磨等多種操作。 3)裝配性操作 即裝配，將零件或部件按圖樣技術要求組裝成機器的工藝過程。 4)維修性操作 即維修，對在役機械、設備進行維修、檢查、修理的操作。第3頁，共25頁，2022年，5月20日，2點34分，星期四鉗工的特點：鉗工是一種比較復雜、細微、工藝要求較高的工作。所用工具簡單，加工多樣靈活、操作方便，適應面廣，故有很多工作仍需要由鉗工來完成。在機械制造及機械維修中有著特殊的、不可取代的作用。勞動強度大、生產效率低、對工人技術水平要求較高。第4頁，共25頁，2022年，5月20日，2點34分，星期四一、零件表面的形成基本表面：外圓面、內圓面（孔）

3、、平面成形面：螺紋、齒輪的齒形、各種溝槽 切削運動及切削要素第5頁，共25頁，2022年，5月20日，2點34分，星期四第6頁，共25頁，2022年，5月20日，2點34分，星期四各種切削加工的切削運動第7頁，共25頁，2022年，5月20日，2點34分，星期四特種加工工藝基礎 特種加工不是采用常規(guī)的刀具或磨具對工件進行切削加工，而是直接利用電能、電化學能、聲能、或光能等能量，或選擇幾種能量的復合形式對材料進行加工。特種加工是指切削加工以外的一些新的加工方法。第一節(jié) 特種加工 概述一、 特種加工的產生與發(fā)展1.特種加工的特點：(1)工具材料的硬度可以大大低于工件材料的硬度；(2)可直接利用電能

4、、電化學能、聲能或光能等能量對材料進行加工；(3)加工過程中的機械力不明顯；(4)各種加工方法可以有選擇的復合成新的工藝方法，使生產效率成倍地增長，加工精度也相應提高；(5)幾乎，每產生一種新地能源，就有可能導致一種新地特種加工方法地產生。第8頁，共25頁，2022年，5月20日，2點34分，星期四2.特種加工可解決下列問題：（1）解決各種難切削材料的加工問題，如耐熱鋼、不銹鋼、鈦合金、淬火鋼、硬質合金、陶瓷、寶石、金剛石以及鍺和硅等各種高強度、高硬度、高韌性以及高純度的金屬和非金屬的加工。（2）解決各種復雜零件表面的加工問題，如各種熱鍛模、沖裁模的模腔和型孔、整體渦輪、噴油嘴、噴絲頭的微小異

5、型孔的加工問題。（3）解決各種精密的、有特殊要求的零件加工問題，如航空航天、國防工業(yè)中表面質量和精度要求很高的陀螺儀、伺服閥以及低剛度細長軸、薄壁筒和彈性元件等的加工。二、 特種加工的分類（按能量形式和作用原理劃分）（1）電能與熱能作用方式：電火花加工（EDM）、電火花線切割加工（WEDM）、電子束加工（EBM）、等離子束加工（PAM）（2）電能與化學能作用方式：電解加工（ECM）、電鍍加工（ECM）、刷鍍加工。第9頁，共25頁，2022年，5月20日，2點34分，星期四（3）電化學能與機械能作用方式：電解磨削（ECG）、電解珩磨（ECH）。（4）聲能與機械能作用方式：超聲波加工（USM）（5

6、）光能與熱能作用方式：激光加工（LBM）（6）電能與機械能作用方式：離子束加工（IM）（7）液流能與機械能作用方式：擠壓珩磨（AFH）和水射流切割（WJC）三、 特種加工對機械制造工藝技術產生的影響1.改變了對材料可加工性的認識；2.要重新衡量設計結構工藝性的優(yōu)劣問題；3.對零件的結構設計帶來重大變革；4.可以進一步優(yōu)化零件的加工工藝過程。第10頁，共25頁，2022年，5月20日，2點34分，星期四 電火花加工一、電火花加工的原理與特點 電火花加工是在一定的液體介質中，利用脈沖放電對導電材料的電蝕現象來蝕除材料，從而使零件的尺寸、形狀和表面質量達到預定技術要求的一種加工方法。1.電火花加工原

7、理：第11頁，共25頁，2022年，5月20日，2點34分，星期四 加工時，脈沖電源的一極接工具電極，另一極接工件電極。兩極均浸入具有一定絕緣度的液體介質(煤油、礦物油)中。工具電極由自動進給裝置控制，以保證工具和工件在正常加工時維持一很小的放電間隙（0.010.05mm)。當脈沖電壓加到兩極間，變將當時條件下極間最近點的液體介質擊穿，形成放電通道。由于通道的截面積很小，放電時間極短，致使能量高度集中（106107W/mm2)，放電區(qū)域產生的高溫使材料熔化甚至蒸發(fā)以致形成一個小凹坑。第一次脈沖放電結束后，經過很短的時間間隔，第二個脈沖又在極間最近點擊穿放電。如此周而復始高頻率的循環(huán)下去，工具電

8、極不斷的向工件進給，它的形狀最終就復制在工件上，形成所需要的加工表面。2.電火花加工的條件（1）必須采用脈沖電源，以形成瞬時的脈沖放電。第12頁，共25頁，2022年，5月20日，2點34分，星期四（2）必須采用自動進給調節(jié)裝置，以保持工具電極與工件電極間微小的放電間隙。（3）火花放電必須在具有一定絕緣強度的液體介質（工作液）中進行，如煤油、造化液、去離子水等。工作液除有利于產生脈沖式的火花放電外，而且有利于排出放電過程中產生的電蝕產物和冷卻電極以及工作表面。3.電火花加工的特點：（1）可加工任何高強度、高韌性、高硬度、高脆性以及高純度的導電材料，如：不銹鋼、鈦合金、工業(yè)純鐵、淬火鋼、硬質合金

9、、導電陶瓷、立方氮化硼、人造聚晶金剛石等。（2）加工時無明顯切削力，適用于低剛度工件和細微結構的加工。（3）脈沖參數可根據需要進行調節(jié)，可在一臺機床上進行粗加工、半精加工和精加工。（4）在一般情況下，生產效率低于切削加工。（5）放電過程中工具電極損耗，影響成形精度。第13頁，共25頁，2022年，5月20日，2點34分，星期四3.表面質量：（1）表面粗糙度：單個脈沖能量、工件材料、工具電極表面粗糙度、加工方法（2）表面變質層：熔化凝固層、 熱影響層、顯微裂紋（3）表面力學性能：顯微硬度、 耐磨性、殘余應力、耐疲勞性能4.加工精度：機床制造誤差、工具和 工件定位和安裝誤差（1）放電間隙的大小和一

10、致性（2） 工具電極的損耗（3）二次放電第14頁，共25頁，2022年，5月20日，2點34分，星期四快速成型快速成型（RP）技術是九十年代發(fā)展起來的一項先進制造技術，是為制造業(yè)企業(yè)新產品開發(fā)服務的一項關鍵共性技術, 對促進企業(yè)產品創(chuàng)新、縮短新產品開發(fā)周期、提高產品競爭力有積極的推動作用。自該技術問世以來，已經在發(fā)達國家的制造業(yè)中得到了廣泛應用，并由此產生一個新興的技術領域。第15頁，共25頁，2022年，5月20日，2點34分，星期四快速成型技術簡介 :快速成型制造技術，又叫快速成型技術，（簡稱RP技術）；英文：RAPID PROTOTYPING（簡稱RP技術），或 RAPID PROTOT

11、YPING MANUFACTURING，簡稱RPM RP技術是在現代CAD/CAM技術、激光技術、計算機數控技術、精密伺服驅動技術以及新材料技術的基礎上集成發(fā)展起來的。不同種類的快速成型系統(tǒng)因所用成形材料不同，成形原理和系統(tǒng)特點也各有不同。但是，其基本原理都是一樣的，那就是分層制造，逐層疊加， 類似于數學上的積分過程。形象地講，快速成形系統(tǒng)就像是一臺立體打印機。 第16頁，共25頁，2022年，5月20日，2點34分，星期四第17頁，共25頁，2022年，5月20日，2點34分，星期四第18頁，共25頁，2022年，5月20日，2點34分，星期四第19頁，共25頁，2022年，5月20日，2點34分，星期四第20頁，共25頁，20